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Memcached客户端性能评测报告

1.      Memcached客户端简介

本次memcached客户端评测以JAVA开源客户项目为评测对象，分别选择Memcached-Java-Client、spymemcached、xmemcached、alisoft xplatform asf cache四个项目，其中分别由两个产品基于堵塞式IO和NOI实现的客户端、两个国内开源项目或两个国外开源项目。

选择的客户端简介如下：

n  Memcached-Java-Client

Memcached-Java-Client是官方提供的基于传统阻塞io客户端。官方网址为http://www.whalin.com/memcached/。

n  alisoft xplatform asf cache

alisoft xplatform asf cache是阿里开源的memcached集群的客户端，它是基于Memcached-Java-Client的衍生版本。配置简单,使用也简单,有很详细的中文文档。官方网址为http://code.google.com/p/memcache-client-forjava/。

n  spymemcached

spymemcached是基于Java NOI、单线程、异步处理的高性能memcached客户端，spymemcached对数据的操作采用异步处理方式，对于相同的缓存数据查询操作可以自动进行归并，避免多次服务器请求。spymemcached官网网址为：http://code.google.com/p/spymemcached/。

n  xmemcached

Xmemcached是基于Java NOI、线程安全、同步处理的高性能memcached客户端，支持memcached所有的二进制协议（从1.2.0开始）和文本协议，并且支持对Kestrel(一个scala写的MQ)的兼容访问。官方网址为http://code.google.com/p/xmemcached/，基本入门指南见http://code.google.com/p/xmemcached/wiki/User_Guide_zh。

2.      测试场景说明

2.1.  测试环境说明

n  测试机环境

CPU：双核2.53G

MEM：2G

OS：Linux Ubuntu 11.10 3.0.0-16-generic

n  Memcached

Memcached版本为1.4.13。

n  JDK

JDK版本为1.7。

n  客户端

所有客户端均采用最新版本，具体版本如下：

u Memcached-Java-Client 2.6.3

u Spymemcached 2.8.0

u Xmemcached 1.3.5

u alisoft xplatform asf cache 2.5.1

2.2.  测试用例

Memcached在测试机启动两个服务端口11211和11212。客户端同时连接两个memcached服务。

性能测试采用三种不同的测试用例。

用例1：随机生成100个32位长度的字符串，使用UUID作为key值，分别进行数据写入、数据读取、数据删除操作。

用例2：随机生成长度为50的HashMap对象（约4k数据量），使用UUID作为key值，分别进行数据写入、数据读取、数据删除操作。

用例3：在100并发线程下，对数据进行新增、获取、删除操作，数据的字节数从64Byte依次累加到51200字节（500k），具体测试数据包括，64、128、256、512、1024、2048、5120、10240、20480、51200、102400、204800、512000。

针对两个测试用例，使用nanobench进行压力测试，使用不同的线程数共进行1000次请求（针对Memcached-Java-Client客户端在实际测试过程中，如使用1000次请求，系统出现too many open files错误，最后降低为500次请求）。

3.      测试结果分析

3.1.  写入性能分析

数据写入性能分析情况如下：

简单对象写入TPS分析

复杂对象写入TPS分析

简单对象写入内存占用分析

复杂对象写入内存占用分析

       在较高并发情况下，xmemcached性能优于Spymemcached，在低并发情况下，Spymemcached略优于xmemcached。

在数据写入方面，总体性能排名如下：xmemcachedàspymemcachedà alisoft xplatform asf cacheàMemcached-Java-Client；内存占用方面：xmemcachedàMemcached-Java-Client à alisoft xplatform asf cacheàspymemcached。

3.2.  读取性能分析

数据读取性能分析情况如下：

简单对象读取TPS分析

复杂对象读取TPS分析

简单对象读取内存占用分析

复杂对象读取内存占用分析

在数据读取方面，总体性能排名如下：xmemcachedàspymemcachedàMemcached-Java-Client à alisoft xplatform asf cache；在内存占用方面： xmemcachedàspymemcachedà Memcached-Java-Client à alisoft xplatform asf cache。

3.3.  删除性能分析

数据输出性能分析情况如下：

简单对象删除TPS分析

复杂对象删除TPS分析

简单对象删除内存占用分析

复杂对象删除内存占用分析

在数据删除方面，总体性能排名如下：spymemcachedàxmemcachedà alisoft xplatform asf cache à Memcached-Java-Client；在内存占用方面： xmemcachedàspymemcachedà Memcached-Java-Client à alisoft xplatform asf cache。

备注：从数据上来看在较低线程数的情况下，spymemcached性能明显优于xmemcached，在高负载的情况下，spymemcached性能略优于xmemcached，但spymemcached由于采用异步调用模式（即删除指令发出后，数据并没有被真正删除，后台采用异步提交的方式进行处理），实际数据删除操作并没有处理完成。

3.4.  数据长度变化性能分析

在测试过程中，考虑alisoft xplatform asf cache、Memcached-Java-Client表现性能差强人意，不在对数据长度变化进行测试。调整测试内容为：spymemcached、xmemcached分别在二进制和ASCII协议下的性能变化情况。

数据长度变化TPS影响分析

数据长度变化内存占用影响分析

       实际测试结果显示，Xmemcached在整体性能上略占优势。在传输协议的对比结果上有些出乎意料，二进制协议并没有表现出优势，在大多数情况下，ASCII协议具备更好的性能。

对于缓存的数据内容上，数据的长度在10k以内具备较好的性能，对于超过50k的数据，不建议在memcached中进行存储。（结合DB2的4k、8k、16k、32k表空间，如不处理lob字段，数据均在可承受范围之内）

3.5.  总体评价

依据上述测试结果，基于堵塞式IO的memcached客户端alisoft xplatform asf cache和Memcached-Java-Client 在性能上与基于NIO的客户端xmemcached、spymemcached存在较大的差距，基于堵塞式IO的memcached客户端在测试过程中均不定期出现“打开文件数过多”的错误，需要占用更多网络读写资源。

xmemcached除在删除方面性能与spymemcached有一定的差距外，在数据写入、数据读取方面两者没有明显的差距。但在内存控制上，xmemcached具备较明显的优势（在测试过程中，spymemcached在对复杂对象操作过程中出现OOM的错误，有调整JVM的PermSize和内存进行解决）；xmemcached本身是基于spymemcached改进而来，几乎具备spymemcached的功能。因此建议在系统应用中选用xmemcached作为memcached客户端。

4.      附录

4.1.  详细测试数据

n  简单对象压力测试结果

n  大对象压力测试结果

n  字节数变化压力测试结果

TPS：每秒通过率

MEM：内存占用情况（单位K）

jmc：Memcached-Java-Client

asf：alisoft xplatform asf cache

4.2.  第三方评测结果

n  Memcached-Java-Client官方评测报告

https://github.com/gwhalin/Memcached-Java-Client/wiki/PERFORMANCE

n  XMemcached官方评测报告

http://xmemcached.googlecode.com/svn/trunk/benchmark/benchmark.html